يستخدم الحاسوب لمعالجة البيانات حيث يستقبل هذه البيانات عن طريق وحدات خاصة تسمى وحدات الإدخال ونتيجة لعملية المعالجة تظهر النتائج والتي يمكن إرسالها إلى وحدات خاصة تسمى وحدات الإخراج وبهذا فإن وحدات الإدخال تخصص لتنفيذ الوظائف الآتية:
• استقبال البيانات وإدخالها.
• تحويل البيانات المدخلة إلى صيغة مفهومة للحاسوب.
• تخزين البيانات (أو جزء منها) مؤقتاً (بعض وحدات الإدخال).
ومن أهم وحدات الإدخال المستخدمة لوحة المفاتيح، القرص المغناطيسي، الشريط المغناطيسي، الفأرة.
أما وحدات الإخراج فتقوم بتنفيذ المهام الآتية:
•تحويل البيانات القادمة من الحاسوب إلى صورة قابلة للعرض والإخراج.
•إخراج واستقبال نتائج عمليات المعالجة.
•حفظ البيانات المراد إخراجها مؤقتًا لذا تحتوي وحدات الإخراج على ذاكرة متطايرة تقوم بحفظ المعلومات مؤقتاً ومن أهم وحدات الإخراج المستخدمة الشاشة والطابعة والقرص المغناطيسي والشريط المغناطيسي.
وفيما يلي سوف نستعرض بعض خصائص وحدات الإدخال والإخراج الأكثر شيوعاً.
6-2 لوحة المفاتيح Key board:
تتألف لوحة المفاتيح من مجموعة من المفاتيح بشكل مصفوفة ( كما يبين في الشكل 6-1 ).
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-1 مصفوفة لوحة المفاتيح
وتستخدم هذه المفاتيح لإدخال الرموز المكونة من الأحرف والأرقام والإشارات الخاصة وتصنف المفاتيح إلى:
1. مفاتيح الرموز والتي تستخدم لإدخال الرموز.
2. مفاتيح الحركة والتي تستخدم للتأثير على مؤشر الشاشة Cursor لتحريكه إلى اليسار أو اليمين أو إلى أسفل أو إلى أعلى.
3. مفاتيح التحكم.
4. المفاتيح الوظيفية والمخصصة لأداء وظائف محددة.
وعادة ما ترتبط لوحة المفاتيح مع الشاشة حيث تظهر الرموز المدخلة عن طريق اللوحة على الشاشة.
تحتوي لوحة المفاتيح بالإضافة إلى مصفوفة المفاتيح على وحدة تحكم محلية ومسجل خاص عن طريقه ترتبط لوحة المفاتيح بالحاسوب حيث يستخدم هذا المسجل لتخزين الرمز المدخل مؤقتاً ويبين الشكل التالي مكونات لوحة المفاتيح.
تستخدم وحدة التحكم المحلية لتنفيذ الوظائف الآتية:
1. تحديد المفتاح المضغوط وذلك بتحديد أحداثه (رقم السطر والعمود).
2. إيجاد شيفرة اسكي للرمز المناظر للمفتاح المضغوط.
3. إرسال شيفرة اسكي للرمز إلى مسجل الإدخال.
6-3 الشاشةDisplay:
تستخدم الشاشة لعرض البيانات بصورة مرئية ويطلق عليها أحياناً أنبوبة الأشعة المهبطية (Cathode Ray Tube )CRT أو الاسم Screen. ومهما كانت التسمية تعتبر من وحدات الإخراج الشائعة الاستخدام وتضم الشاشة أنبوبة الأشعة المهبطية المبينة في الشكل 6-2:
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-2 الشاشة
ووحدة تحكم محلية تتحكم بموقع المؤشر لإظهار الرمز وتعمل على توليد الألوان وتوليد الإلكترونات اللازم قذفها للشاشة لإظهار الرموز الرسومات.
تستخدم الشاشة عادة لإظهار الرموز وبعضها يمكن استخدامه لإظهار الرسومات والصور وعادة ما تقاس كفاءة الشاشة بالأمور الآتية: 1. إمكانية عرض الرسومات والصور إضافة لعرض الرموز.
2. الألوان المتوفرة.
3. دقة الشاشة Resolution وتقاس عادة بعدد النقاط Pixels التي يمكن التحكم بها أثناء عملية الرسم وإظهار الصور مثلاً لو كانت دقة الشاشة 640×480 فهذا يعني توفر 480 سطراً في الشاشة كل سطر مؤلف من 640نقطة.
4.الذاكرة الموقتة والتي تستخدم لتخزين النصوص أو الرسومات.
تقسم الشاشة عادة عند استخدامها في حالة النصوص (إظهار الرموز ) إلى 24أو25 ويمكن عرض 80 رمزاً في السطر الواحد ويسمى الرقم 24×80 حرفاً بالصفحة.
أشرنا سابقاً إلى الأمور المحددة لكفاءة الشاشة وعادة ما تعتمد هذه الكفاءة على لوحة التحكم الخاصة بالشاشةDisplay Card.
وتعتمد عملية اختيار اللوحة المعينة على الدقة المراد الحصول عليها، عدد الألوان ومجال استخدام الشاشة للرسومات والنصوص ومن أهم أنواع اللوحات المتوفرة.
•لوحة الرسومات الملونة Color Graphic Adapter: CGA.
•لوحة الرسومات المحسنة Enhanced Graphic Adapter: EGA.
•لوحة الفيديو Video Graphic Adapter: VGA.
•لوحة الفيديو الفائقة Super VGA: SVG.
وتوفر كل لوحة من هذه اللوحات خصائص محددة مثل:
1.الدقة 2. عدد الألوان 3. حجم الذاكرة المؤقتة
6-4 الطابعة Printer:
تعتبر الطابعة وحدة من وحدات الإخراج المهمة حيث تخصص لإخراج النصوص و الرسومات وتحدد عادة الطابعة بالخصائص الآتية:
1.سرعة الطباعة وتقاس عادة بعدد الرموز التي يمكن طباعتها في الوحدة الزمنية.
2.دقة الطباعة وتقاس بعدد النقاط في الإنش الواحد والمخصصة لطباعة الرمز.
3.وجود الذاكرة المؤقتة والمخصصة لحفظ النصوص أو الرسومات المراد طباعتها.
4.عرض الورقة المستخدمة في الطباعة حيث تتوفر طابعات تستخدم الورق A4أو A3 (عرض80 حرف أو عرض132 حرفاً).
تتكون الطابعة عادة من:
1.وحدات ميكانيكية لتنفيذ الحركات اللازمة للورق أو شريط التحبير أو رؤوس الطباعة.
2.ذاكرة مؤقتة.
3.وحدات لتثبيت الورقة.
4.وحدات التحبير.
5.رؤوس الطباعة في بعض الطابعات.
6.شريط الأحرف والمطارق في بعض الطابعات.
ويبين الشكل 6-3 نموذجاً لأحد الطابعات:
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-3 نموذج لأحدى الطابعات
تتوفر الآن مجموعة كبيرة من الطابعات وتصنف عادة إلى أصناف متعددة أهمها:
•تصنيف الطابعات حسب طريقة الطباعة ومنها:
•الطابعات المطرقية التي تستخدم المطارق أو رؤوس الطباعة وعادة ما تحدث صوتاً ومن أهم أنواع هذه الطابعات الطابعات النقطية Dot Matrix أو الطابعات الخطيةLine Printers.
•الطابعات اللامطرقية وهي تستخدم في طرق مختلفة في الطباعة مثل طابعات الليزر، طابعات النفث الحبري، الطابعات الحرارية، الطابعات الكهروستاتيكية وهذه الطابعات مريحة جداً لأنها لا تزعج بأصواتها كما في الطابعات المطرقية.
•تصنف الطابعات حسب السرعة إلى:
•الطابعات البطيئة ومن الأمثلة عليها الطابعات النقطية وتقاس سرعتها عادة بعدد الأحرف المطبوعة في الثانية Character Per Second: CPS وقد تصل سرعة هذه الطابعات إلى أكثر من 300حرف\ثانية.
•الطابعات المتوسطة مثل الطابعات الخطية وتقاس سرعة هذه الطابعات بعدد الأسطر المطبوعة في الدقيقة الواحدة وقد تصل سرعة بعض أنواع هذه الطابعات إلى أكثر من 600 سطر\دقيقة.
•الطابعات السريعة مثل طابعات الليزر والتي تحتوي على معالج يساعد في الحصول على طباعة رفيعة المستوى حيث أن المعالج يفسر إشارات الحاسوب ويترجمها إلى أوامر تتحكم بحركة إشعاعات الليزر مما يؤدي إلى التحكم الجيد بحركة الورق وعملية طبع الصور على الورق. أو طابعات النفث الحبري وتقاس سرعة هذه الطابعات بعدد الصفحات المطبوعة في الدقيقة الواحدة وتحتاج هذه الأنواع من الطابعات إلى ذاكرة عالية وقد تصل سرعتها إلى أكثر من 8 صفحات في الدقيقة الواحدة وتمتاز هذه الطابعات أيضاً بدقة طباعة عالية قد تتعدى 300نقطة في الإنش الواحد.
•حسب اللون: يتوفر نوعان من الطابعات:
•الطابعات الملونة.
•الطابعات الغير ملونة.
6-5 الفأرة Mouse:
الفأرة والتي تستخدم لتنفيذ الاختبار اللازم للتعليمات من نوافذ الشاشة أو لنقل وتحريك المؤشر على الشاشة.
كيفية عمل الفأرة:
•تقوم الكرة المطامية الموجودة أسفل الفأرة بتحريك العجلة التي تتحكم بالحركة العمودية والأخرى تتحكم بالحركة الأفقية للمؤشر حيث كل عجلة مرتبطة بمشعر.
•على حوافر المشعر يوجد قطع معدنية تولد إشارات كهر بائية كلما تلامست القطع المعدنية وعند ازدياد هذه الإشارات تتحرك الفأرة لمسافة أكبر.
•من خلال كيبل الفأرة يرسل السرعة المطلوبة وعدد الإشارات إلى المؤشر على الشاشة حيث تقوم بضغط أي مفتاح للفأرة ليتم تمرير المعلومة وتنفيذها.
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-4 الفأرة
6-6 الراسمات والماسحات:
تستخدم الراسمة في أعمال التصاميم أما الماسحة فتستخدم في إدخال الصور إلى الحاسوب ومن أهم الماسحاتScanner:
• يدوية والتي تمرر فوق الورقة.
•الوسادة المسطحة والتي تشبه آلة التصوير.
•ماسح التعليم الميكانيكي والذي يعمل على ترجمة مستويات الفوليتة إلى قيم رقمية.
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-5 الماسحات الضوئية
6-7 وسائل الجمع الآلي للبيانات:
تستغرق عملية إدخال البيانات عن طريق لوحة المفاتيح وقتاً طويلاً وجهداً كبيراً خاصة عندما يتعاظم حجم البيانات لذلك لاحت فكرة أتمتة إدخال البيانات آلياً دون جهد كبير مما استدعى ابتكار عدة وسائل أبرزها:
• مميز حروف الحبر المغناطيسي Magnetic _Ink Character Recognition:
وتسمى اختصاراً MICR ويمكن لآلة المدخلات قراءة الحروف المكتوبة بواسطة حبر مغناطيسي ويوضح الشكل 6-6 شكل الحروف المستخدمة, وتستخدم هذه الآلات غالباً مع شيكات البنوك.
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-6 حروف الحبر المغناطيسي
• المميز الضوئي للحروف Optical Character Recognition:
ويسمى اختصاراً OCR ,وفيها تقوم الآلة على مسح المستند ضوئياً وتحويل كلماته إلى نبضات كهربية وفق نظام التشفير المتبع في الحاسوب وترسل هذه النبضات إلى الحاسوب لمعالجتها, ويوجد من أجهزة المميز الضوئي للحروف أجهزة يمكنها قراءة مدخلات العلامات الضوئية ويستخدم هذا الجهاز في قراءة علامات خاصة, لذلك تعتبر هذه الأجهزة مفيدة في تصحيح أوراق أسئلة الامتحانات, كما توجد أجهزة التميز الضوئي للحروف OCR التي يمكن للإنسان قراءتها و يمكن كذلك للآلة وتحويلها إلى نبضات كهربية و إرسالها للحاسوب وإن كانت هذه الحروف ترسم بشكل هندسي أقرب منه إلى الشكل الجمالي حتى لا تخطأ أجهزة OCR فيما يوضحه الشكل 6-7 وهناك أجهزة أخرى يمكنها التعامل مع الكتابة اليدوية باللغة الإنجليزية و كذلك أجهزة أو قلم ضوئي لقراءة الشفرة الخطية Bar Code والتي تضعها الشركات على منتجاتها بحيث يكون لكل منتج شفرة خاصة تدل على اسمه و اسم منتجه.
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-7 حروف المميز الضوئي للحروف
• أجهزة التميز الصوتي Speech Recognition Devices:
يستخدم الصوت كمدخل من مدخلات البيانات حيث تتولى الأجهزة تحويل النبرات الصوتية عبر الميكروفون وتحويلها إلى الشفرة الثنائية المناظرة فيما يبدو من الشكل 6-8 .
أضغط لتكبير الشكل
الشكل 6-8 استخدام الصوت للاتصال بالحاسب
وتعتبر أجهزة التميز الصوتي فتحاً جديداً في تبسيط التعامل مع الحاسبات رغم صعوبتها البالغة حتى الآن بالنسبة لمختلف اللغات الحية.
